Усилитель мощности ЗЧ со средствами диагностики TDA1562Q. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Описываемая микросхема представляет собой мостовой монофонический усилитель сигнала 3Ч с максимальной выходной мощностью до 70 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом и предназначена для применения в автомобильной и бытовой звуковоспроизводящей аппаратуре.

Конструктивно усилитель оформлен в пластмассовом корпусе DBS17P с 17-ю жесткими лужеными выводами (рис. 1).

Тыльная плоская сторона корпуса выполнена d виде металлической теплоотводящей пластины. Этой стороной микросхему крепят к массивной металлической стенке аппарата, предварительно покрыв поверхность стыка теплопроводной пастой. Масса прибора - не более 10 г.

При минимуме необходимых внешних компонентов микросхема обеспечивает возможность построения усилителя с большой выходной мощностью, питаемого от однополярного источника.

Включенный под рабочее напряжение питания усилитель может находиться в одном из трех режимов - "Включен" ("On"), "Молчание" ("Mute") и "Дежурный режим" ("Standby"). В рабочем режиме "Включен" микросхема усиливает входной сигнал и выделяет в нагрузку установленную мощность, потребляя при этом соответствующий ток (до десятка ампер).

В режиме "Молчание" входной сигнал на выход усилителя не проходит, но его мощные выходные ступени остаются включенными. По этой причине усилитель потребляет значительный ток, зато способен переключаться в режим "Включен" практически мгновенно.

В "Дежурном режиме" оказываются обесточенными почти все узлы усилителя, и он потребляет от источника питания ничтожно малый ток - как правило, несколько микроампер. Время переключения из "Дежурного режима" в режим "Включен" не превышает 50 мс.

Переключение из одного режима в другой реализуют подачей управляющего напряжения на вход выбора режима микросхемы.

Усилитель обладает весьма низким уровнем собственных шумов и малым коэффициентом гармоник.

Упрощенная функциональная схема усилителя и типовая схема его включения представлены на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Если выходная мощность не превышает 18 Вт, усилитель работает в режиме класса В. При дальнейшем увеличении уровня входного сигнала внутреннее напряжение питания усилителя увеличивается благодаря включению узлов вольтодобавки с внешними оксидными конденсаторами большой емкости, подключаемыми к выводам 3,5 и 13. 15 микросхемы, как показано на функциональной схеме. Усилитель переходит в режим класса Н, а выходная мощность повышается до 70 Вт. Если кристалл микросхемы нагревается до температуры 120°С, встроенный датчик температуры переключает усилитель в режим класса В. Выходная мощность при этом не превышает 20 Вт.

Если напряжение питания U микросхемы уменьшится до 7 В. усилитель автоматически переключится в режим "Молчание". При последующем увеличении напряжения питания до 9 В происходит возврат усилителя в режим "Включен".

Микросхема снабжена также встроенными узлами защиты от взаимного замыкания выходных проводников и их замыкания на плюсовой провод питания и общий провод.

Цоколевка микросхемы: выв. 1 - неинвертирующий вход сигнала 3Ч; выв. 2 - инвертирующий вход сигнала 3Ч; выв. 3 и 5 - выводы для подключения конденсатора волыодобавки верхнего по схеме плеча усилителя; выв. 4 - вход управляющего сигнала переключения (выбора) режима работы; выв. 6 и 12 - выводы общего провода, минусовые выводы источника питания; выв. 7 - прямой выход сигнала 3Ч; выв. 8 - выход сигнала узла диагностики; выв. 9 и 10 - плюсовые выводы источника питания; выв. 11 - инверсный выход сигнала 3Ч; выв. 13 и 15 - выводы для подключения конденсатора вольтодобавки нижнего по схеме плеча усилителя: выв. 14 - контрольный выход внутреннего источника образцового напряжения: выв. 16 - вход сигнала управления состоянием усилителя; выход сигнала индикации; выв. 17 - вывод сигнального общего провода.

Для удовлетворения требований интеллектуального управления мощностью в микросхему встроены узлы диагностики и управления/индикации состояния усилителя. Узел диагностики информирует об аварийных ситуациях в цепи нагрузки и о перегрузке усилителя. На выходе узла (вывод 8) появляется сигнал, по уровню и характеру которого легко определить. что произошло с нагрузкой - ее замыкание на один из проводов питания, замыкание выводов или обрыв. Этот сигнал можно после обработки микроконтроллером подать на соответствующие входы усилителя, что переведет его в безопасный режим.

Узел управления/индикации состояния имеет только один внешний вывод - 16, который служит и входом и выходом. Вход дает возможность управления состоянием усилителя. Командный сигнал высокого уровня переключает усилитель в режим класса Н (вольтодобавка включена) независимо от температуры кристалла. При среднем уровне командного сигнала усилитель переходит в режим класса В независимо от температуры кристалла. Команда низкого уровня немедленно переводит усилитель в режим "Молчание". Без задержки усилитель переключается и из режима "Молчание" в режим "Включен", а смена класса усиления с В на Н и наоборот происходит в момент перехода входного сигнала через "нуль".

Когда на этот вход не подано управляющее напряжение, он становится выходом, и по выходным сигналам можно судить о текущем состоянии усилителя. Выходное напряжение может принимать три дискретных уровня - низкий, средний и высокий. Низкий уровень свидетельствует о том. что усилитель находится в режиме "Молчание"; средний - в режиме "Включен" и работает в классе В, вольтодобавка выключена сигналом с датчика температуры (температура превышает 120°С); высокий - усилитель работает в классе Н. температура кристалла - менее 120°С. Переключение усилителя из класса В в Н происходит в момент перехода входного сигнала 34 через "нуль".

Основные технические характеристики

• Номинальное напряжение питания, В......14,4
• Потребляемый ток. мА. при отключенной нагрузке в режимах
• "Включен" и "Молчание"......110...150
• типовое значение......110
• Потребляемый ток в "Дежурном режиме", мкА......1...50
• типовое значение......1
• Коэффициент усиления по напряжению, дБ......25...27
• типовое значение......26
• Выходная мощность, Вт, не менее, в режиме класса Н при коэффициенте нелинейных искажений 10%......60
• типовое значение......70
• 0.5%......45
• типовое значение......55
• Выходная мощность, Вт, не менее, в режиме класса В при коэффициенте нелинейных искажений 10%......16
• типовое значение......20
• Коэффициент нелинейных искажений (типовое значение), %, при выходной мощности 1 Вт......0,03
• 20 Вт......0,06
• Значение коэффициента нелинейных искажений (типовое), при котором происходит срабатывание динамического детектора искажений, %......10
• Наибольшее напряжение собственных шумов, мкВ, в частотной полосе от 20 Гц до 20 кГц......150
• Глубина подавления пульсаций напряжения питания в режимах "Включен" и "Молчание", дБ, не менее......60
• типовое значение......70
• Дифференциальное входное сопротивление входа 3Ч, кОм, не менее......90
• типовое значение......150
• Напряжение переключения на входе выбора режима. В, для перевода усилителя в режим "Дежурный" из режима "Молчание", не менее......1
• "Молчание" из "Дежурного" режима, не более......2
• "Молчание" из режима "Включен", не менее......3.3
• "Включен" из режима Молчание", не более......4,2
• Электрический гистерезис напряжения переключения из "Дежурного" режима в режим "Молчание" и обратно на входе выбора режима, мВ (типовое значение)......200
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима "Включен" в режим "Молчание" и обратно на входе выбора режима, мВ (типовое значение)......200
• Потребляемый ток по входу выбора режима, мкА, не более......20
• Время переключения из "Дежурного режима" в режим "Включен" по входу выбора режима, мс......50
• Коэффициент подавления синфазного сигнала на входе 34 в режиме "Включен", дБ, не менее......70
• типовое значение......80
• Коэффициент ослабления входного сигнала на входе 34 в режиме "Молчание", дБ, не менее......80
• типовое значение......90
• Втекающий ток командного сигнала высокого уровня (14,4 В) на входе узла управления/индикации (вывод 16), мА, не более......4
• Вытекающий ток командного сигнала низкого уровня на входе узла управления/индикации, мА, не более.......0,4
• Пороговое напряжение переключения из режима "Молчание" в режим "Включен" по входу узла управления/индикации, В, не более......2
• Пороговое напряжение переключения из режима класса В в режим "Молчание" по входу узла управления/индикации, В, не менее......1
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима "Молчание" в режим "Включен" в класс В и обратно по входу узла управления/индикации, мВ (типовое значение)......200
• Пороговое напряжение переключения из режима класса В в Н по входу узла управления/индикации, В, не более......4.2
• Пороговое напряжение переключения из режима класса Н в режим класса В по входу узла управления/индикации, В, не менее......3,3
• Электрический гистерезис напряжения переключения из режима В в режим класса Н и обратно по входу узла управления/индикации, мВ (типовое значение)......200
• Вытекающий ток выхода узла управления/индикации в режиме "Молчание", мА, не менее......2,2
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме "Молчание" (низкий выходной уровень), В, не более, при выходном токе 2,2 мА...........0,5
• Выходной ток произвольного направления узла управления/ индикации в режиме класса В, мкА, не менее......15
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме класса В (средний выходной уровень), В при выходном токе 15 мкА
• минимальное......2
• максимальное......3
• Вытекающий ток выхода узла управления/индикации в режиме класса Н, мкА, не менее......140
• Напряжение на выходе узла управления/индикации в режиме класса Н (высокий выходной уровень), В, не менее, при выходном токе 140 мкА......Uпит - 2,5
• Температура корпуса, при которой срабатывает датчик. °С......120

Предельные эксплуатационные значения

• Напряжение питания, В......8...18
• Напряжение сигнала на входе узла управления/индикации (вывод 16), В, максимальное......Uпит,
• минимальное......0
• Наибольшая амплитуда выходного импульсного тока, А, при выходном сигнале периодическом (синусоидальном)......8
• импульсном......10
• Наибольшая рассеиваемая мощность, Вт......60
• Тепловое сопротивление кристалл - теплоотводящая пластина, °С/Вт......1,5
• Тепловое сопротивление кристалл - окружающая среда. °С/Вт......40
• Наибольшая температура кристалла. °С......150
• Температурный рабочий интервал, °С......-55...+150

Работу усилителя в разных режимах иллюстрируют упрощенные временные диаграммы, представленные на рис. 3.

К начальному моменту to на усилитель подано напряжение питания Uпит, а на вход узла управления/индикации (вывод 16) - сигнал высокого уровня Uвх упр/инд.

В момент t, на вход выбора режима (вывод 4) поступил сигнал высокого уровня, соответствующий переходу усилителя в режим "Включен". Начинает выходить на рабочий режим источник образцового напряжения (увеличивается напряжение на выводе 14). При некотором пороговом напряжении в момент t2 включается усилитель и на нагрузке появляется напряжение 3Ч Uмах зч. причем усилитель работает в режиме класса Н.

В момент t3 усилитель по входу узла управления/индикации переведен в режим класса В. Если напряжение входного сигнала 3Ч имеет значительный уровень, то сразу возникнет ограничение выходного сигнала.

В момент t5 на вход узла управления/индикации подана команда на возвращение усилителя в режим класса Н. При первом же переходе сигнала 34 через "нуль" (момент U это переключение произойдет. В течение отрезка времени t7 -t8 усилитель находится в режиме "Молчание", причем и вхождение в этот режим, и возвращение в исходное состояние происходят синхронно с командой, не дожидаясь перехода через "нуль".

В интервале t9 - t12 усилитель переключен в тот же режим "Молчание", но сигналом Uпер.реж по входу управления (вывод 4). Рис. 3 показывает, что в этом случае переключения происходят в моменты перехода сигнала 3Ч через "нуль" (в моменты t10 и t12).

Если уменьшить напряжение питания до 7 В (t13), усилитель немедленно переходит в режим "Молчание" и также без задержки возвращается в режим "Включен", как только напряжение питания, увеличиваясь, достигает значения 9 В (t14). В момент t15 усилитель переключается в "Дежурный режим".

В том случае, когда вывод 16 микросхемы использован как выход узла управления/индикации, в момент включения усилителя (t1) на этом выходе появляется сигнал ивых. упр/инд, низкого уровня, соответствующий режиму "Молчание". Как только усилитель начнет работать (t2). на выводе 16 появится либо высокий, либо средний уровень (показано пунктиром) в зависимости от того, до какой температуры нагрет кристалл микросхемы, - меньшей 120°С или большей.

Переключение усилителя и смена выходных уровней вывода 16 происходят в моменты перехода сигнала 3Ч через "нуль" (t4, t0, t10, t12). Исключением являются быстрые переходы в режим "Молчание" и обратно (t7, t8), при этом уровень сигнала на выводе 16 остается неизменным, и случаи понижения напряжения питания (t13, t14).

Узел диагностики предназначен для контроля выходных цепей усилителя. Информация об аварийных ситуациях в нагрузке поступает на вывод 8 (выход с открытым коллектором). Упрощенные диаграммы сигналов U на этом выходе показаны на рис. 4.

В нормальном режиме на выводе 8 присутствует высокий уровень (t0 - t2). Отсутствие звукового сигнала Uвых, на выходе усилителя в течение времени t0 - t1 объясняется подачей команды "Молчание" на вход выбора режима.

Если возникает перегрузка выходных ступеней усилителя, и как следствие - ограничение сигнала, в работу вступает динамический детектор искажений и на выводе узла диагностики появляются узкие импульсы низкого уровня (t2 - 13). Этот сигнал можно подать на входной электронный аттенюатор (на схеме рис. 2 он не показан), который понизит амплитуду входного сигнала 3Ч до исчезновения искажений.

При замыкании того или иного выходного провода на плюсовой провод питания или на общий провод напряжение на этом выходном проводе пропадает, а на выводе 8 высокий уровень сменяется низким - около 0,6 В (t4). После устранения аварийного замыкания напряжение на выходе усилителя автоматически восстанавливается примерно через 20 мс (t5).

Замыкание выходных выводов усилителя между собой приводит к тому, что на выходе узла диагностики появляется последовательность коротких (50 мкс) импульсов высокого уровня с периодом 20 мс (t6 - t7).

Сразу после переключения усилителя из "Дежурного режима" в режимы "Молчание" или "Включен" встроенный детектор нагрузки проверяет, подключена ли нагрузка. Если в этот момент сопротивление нагрузки превышает 100 Ом. то детектор нагрузки принудительно переводит усилитель в режим "Молчание" и на выводе 8 в это время присутствует низкий уровень (на рис. 4 это проиллюстрировано пунктирной линией на отрезке времени t0 - t1).

Рис. 5 иллюстрирует работу систем тепловой защиты. Если температура кристалла не превышает 120°С, усилитель может работать в режиме класса Н (сплошная линия на графике временной зависимости амплитуды выходного звукового сигнала Uвых.зч). При этом как на выходе узла диагностики, так и на выходе узла управления/индикации присутствует высокий уровень.

Когда температура кристалла поднимется до 120°С, датчик температуры принудительно переведет усилитель в режим класса В и на выходе узла управления/индикации высокий уровень сменится средним.

В тех случаях, когда по тем или иным причинам температура кристалла продолжает увеличиваться, при значении 145°С узел тепловой защиты формирует сигнал, по которому узел диагностики изменяет высокий выходной уровень на низкий, предупреждая тем самым о приближении температуры кристалла к максимально допустимому значению 150°С. Этот перепад напряжения может быть использован для отключения либо входного сигнала, либо самого усилителя.

По достижении максимальной температуры уровень входного сигнала во избежание порчи микросхемы необходимо снижать вплоть до нуля (при температуре 160°С).

Автор: В.Чуднов

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Накопители Silicon Power Armor A80 24.08.2011 Компания Silicon Power представила сразу четыре новые модели портативных накопителей высокой емкости. В устройствах Diamond D10, Stream S10, Stream S20 и Armor A80, оснащенных интерфейсом USB 3.0, используется 2,5-дюймовый HDD объемом 1ТБ, а отличаются они только дизайном. В поставку входит также ПО SP widget для обеспечения безопасности хранения данных и их резервного копирования.

Другие интересные новости:

▪ Плавучие солнечные электростанции

▪ Кролики угрожают историческому наследию

▪ 3D-печать металлических объектов при комнатной температуре

▪ Альтернатива болеутоляющим лекарствам

▪ Моделирование поведения человека в толпе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Стеклопластик для авиамодели. Советы моделисту

▪ статья Какими изначально были фасады готических соборов? Подробный ответ

▪ статья Рубка ухода за лесом и выборочная санитарная рубка. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Импульсный искатель места повреждения линии связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разрывание салфетки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025